Inteligencia artificial:el motor de la industria 4.0

La inteligencia artificial ha supuesto un cambio en el patrón de funcionamiento de la industria, impulsado por una nueva forma de interacción entre el hombre y la máquina. Esta revolución industrial, que ha dado lugar a la Industria 4.0, se caracteriza por fábricas inteligentes donde humanos y sistemas ciberfísicos interactúan en la nube.

Las fábricas inteligentes absorben estructuras automatizadas e incluyen habilitadores digitales que permiten que las máquinas se comuniquen entre sí y con los sistemas de la fábrica en su conjunto, a través de una configuración de IoT. Estas habilidades son cada vez más demandadas por las fábricas de todos los sectores, que buscan asegurar la competitividad de sus plantas productivas en un contexto cada vez más tecnológico.

IA aplicada a la industria 4.0  

La inteligencia artificial se ha convertido en la tecnología más disruptiva llamada a revolucionar los modelos de gestión y negocio de las organizaciones. Sus principales aplicaciones en la industria 4.0 son:

• OEE optimis ación  a través de la reparación y el mantenimiento predictivo.
• Calidad 4.0  a través de la excelencia operativa, que mejora continuamente la calidad de la producción.
• Diseño generativo  a través de IA y algoritmos de automatización, que generan simultáneamente múltiples soluciones de diseño válidas para un mismo objetivo.
• Robótica  a través de máquinas robóticas y colaborativas que apoyan a los operadores para liberarlos de tareas metódicas y/o extremadamente precisas.

Pero ¿quién opera estas máquinas que funcionan con algoritmos? Este tipo de funcionalidades solo expresará su valor si el capital humano está capacitado para trabajar con sistemas de procesamiento, programación y datos. Las empresas deben invertir no solo en capital tecnológico, sino también en la formación de empleados para que estén cualificados.

Impacto de la IA en la industria 4.0  

• El cambio de la automatización tradicional basada en robots industriales independientes a los 'sistemas ciberfísicos' en red ha revolucionado la forma en que funcionan las plantas de producción e impuesto nuevos estándares de competitividad en el mercado. Esto ha traído una serie de beneficios para productores y consumidores, incluidos los siguientes: 
• Fabricación justo a tiempo:  Los modelos de producción adaptados y en tiempo real han alcanzado un nuevo nivel de optimización. Estos sistemas de fabricación impulsados ​​por IA pueden producir piezas de forma adaptativa al pedido. Los sensores rastrean los componentes ordenándolos de acuerdo con los patrones de demanda y los algoritmos para acortar los plazos de entrega.

• Introducción de nuevos productos:  Las líneas de producción se convierten en sistemas de información que alimentan la toma de decisiones en temas tan centrales como la línea de producto. Esto facilita la adaptación a la demanda, facilitando el paso de la materia prima que entra en el proceso de fábrica al producto final que sale de ella.

• Cambios en el consumo:  Uno de los mayores cambios de mentalidad se ha producido entre los activos y los clientes. Los consumidores están conectados con la industria a través de redes de información y esperan productos y experiencias de mayor calidad y nivel de personalización. Por otro lado, los fabricantes son capaces de producir productos personalizados sin perder eficiencia gracias a los diseños digitales y la producción inteligente.

• Evolución del mercado laboral :  La curva de aprendizaje de las técnicas de IA es lenta y, sin embargo, la IA avanza a un ritmo imparable. Esto hace que títulos como 'Científico de datos' sean cada vez más demandados. El modelo laboral avanza hacia postulantes más analíticos y calificados en el campo de la tecnología, por lo que es fundamental que los gobiernos inviertan en educación, un factor cada vez más clave para mitigar el desempleo.

Significado de IA para la industria 4.0 

La inteligencia artificial agudiza la inteligencia de negocios, lo cual es un avance importante para la economía global. Según un estudio de IBM titulado “The Global Race for AI”, el 82% de las empresas españolas ya están explorando el uso de la IA. La IA permite a las fábricas ampliar sus modelos de producción sin comprometer la calidad del proceso, lo cual es esencial dada la creciente competitividad en el mercado.

Las técnicas de IA como el aprendizaje automático (ML) y el aprendizaje profundo (DL), si se implementan bien, tienen efectos positivos muy significativos en el ROI de las empresas. El aprendizaje automático mejora enormemente la calidad del producto al introducir sistemas de mantenimiento predictivo en los procesos de producción, reemplazando las inspecciones visuales con robots o cobots que ejecutan controles de calidad infinitamente más precisos y eficientes.

Además, ML crea algoritmos sofisticados que permiten la 'fabricación inteligente'; los datos recopilados durante la producción se analizan y los cambios se adaptan automáticamente. Deep Learning, un subconjunto que ha evolucionado de Machine Learning, crea sus propias redes neuronales que permiten el aprendizaje no supervisado, lo que lleva aún más la autonomía de estos métodos. Estas técnicas de IA dan lugar a tres beneficios fundamentales para la industria 4.0: 

• Producción optimizada ación
• Integración de la cadena de suministro

• Empresa ‘ adaptación al mercado
• Mejor desarrollo de productos

Sin embargo, la complejidad del uso de la IA en la industria 4.0 requiere que los fabricantes colaboren con especialistas para lograr soluciones adecuadas y personalizadas. Construir la tecnología necesaria tiene costos muy altos y requiere un conocimiento profundo tanto a nivel interno como técnico.

Tu herramienta de conducción en la industria 4.0  

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